Гироскопический электродвигатель
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
348867
Сок!а Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 23.Х1.19?О (Л 1496681/40-23) М. Кл. G 01с 19/04 с присоединением заявки ¹
Приоритет—
Опубликовано 23.Vill.1972. Бюллетень Ъ 25
Дата опубликования описания 13.IX,1972
Комитет по делам изобретений и открытиЯ ори Совете Министров
СССР
УДК 531.383:621.313.3 (088.8) Авторы изобретения
Б. А. Делекторский и Г. И. Гуров
Московский ордена Ленина "-нергетический институт
Заявитель
ГИРОСКОП ИЧ ЕСКИ И ЭЛ ЕКТРОДВИ ГАТЕЛЪ
Изобрстение относится к области гироскопической техники, а именно к гиромоторам.
Известные пр: цизионные одиостаторные гиродвигатели имеют недостаточно стабильное положение центра масс в течение длительного времени после окончания запуска. Данное обстоятельство объясняется длительным врслтеиел! установления температуры в гиродвllгателе и сл!е!цс1!л!я ли! в наименее стабильных элеме !wax копсгрукции I»lx сочленениях под
lI;IIIHIIII! динамических градиентов температур.
Й традиц!сонных одностаторных конструкциях тепловая энергия, выделяемая при запуске в статорс, передается по двум путям:
Bepe3 аз к I pblllll<311 и л!аховик, II через ось к корпусу чувствительного элемсптг.
Наличие значите Ibllblx градиентов температур в оси, а также между статором и осью вызывает большие деформации, которые установятся лишь после установления температур. Аналогично деформации имеют место и в сочленениях между ротором и маховиком. Чем меньше скорость вращения гиродвигателя, тем меньше у него энергия запуска (независимо от форсирования). Поэтому за короткое время разбега у таких гиродвигателей температура в различных элементах далека от установившейся. Эквивалентная постоянная времени будет определяться в основиом массой и энергией эапц.ска гироузла.
Вместе с тем, в ряде гироскопических устройств (например, маркшейдерский гирокомпас на неподвижном основании) желательно, чтобы время установления тепловых деформаций было бы близко к времени разбега.
Целью изобретения является создание конструкции ги родви гателя с уменьшенными Iloстоянной времени теплового режима и гради1О ситами температур в наиболее нестабильных элементах копс грукции и llx сочлеиеllllslx— статоре и роторе.
Указанная цель достигается тем, что активиыс части ротора и статора электродвига15 теля соединены соответственно с маховиком и осью посредством двух тонких, слаботеплопроводных диафрагм с отверстиями, а на подшипниковых щитах и между маховиком и ротором электродвигателя выполнены вен20 тилирующие поверхности.
На чертеже показан пример выполнения конструктивной схемы гироскопического электродвигателя по данному изобретеишо. .Чахог>ик 1 совместно с подшипниковыми
25 и!,итами 2 центрируется относительно оси т шарикоподшип!тиками 4, Подшипниковые шиты 2 совмещены в данной конструкции с крышками гиродвигателя. Статор 5 гиродвигателя соединен с осью посредством втулЗО ки 6 и слабогеплопроводной диафрагмы с отверстиями. Целесообразно, чтобы тепло,проводность материала диафрагм была минимальной. Ось 8, втулка б и диафрагма 7 в данном примере имеют единый малотеплопроводный материал (например, титан) и поэтому выполнены совместно в виде одной детали.
Активная часть 8 ротора электродвигателя соединена с маховиком также посредством слаботеплопроводной диафрагмы 9, являю- 10 щейся продолжением втулки 10. На подшипниковых щитах 2 и в диафрагме 9 выполнены известного типа вентилирующие поверхности 11 — 1о, создающие вокруг электромашинной части циркулирующий поток газа. 15
Роль вентилирующих поверхностей могут выполнять соответствующей направленности насечки, косые отверстия, винтовая поверхность повышенного шага и глубины нарезки и т. д. Профиль указанных поверхностей от- 20 носительно неглубок, поскольку скорость вращения выше, чем у обычных электродвигателей.
Выполнение диафрагм, плохо проводящими тепло, затрудняет теплопередачу, а наличие 25 вентилирующих поверхностей улучшает конвективный теплообмен.
Устранением теплопроводности и улучшением конвективного теплообмена между источником тепла — электродвигателем и ос- 30 новными конструктивными элементами (маховиком и осью) устраняют динамические и статические градиенты температур в этих элементах. Градиенты температур в магнитопроводах электродвигателя и местах сочлене- 35 ния магнитопроводов со втулками уменьшены, ибо основное тепловое сопротивление оказывают диафрагмы, Так как диафрагмы представляют собой симметричные упругие элементы малой осе- 40 вой протяженности, то температурные градиенты в них не вызывают существенных деформаций и особенно несимметрии деформаций.
Поскольку в традиционных одностаторных 45 конструкциях тепловой поток от статора к корпусу гироузла через ось не превышает
30 от общего теплового потока статора, то уменьшение этого теплового потока не скажется су.щественно на увеличении абсолю "íî- 50 го нагрева статора и, значит, максимальных градиентов температур. Более того, улучшение конвективного теплообмена в некоторой мере компенсирует уменьшение теплового потока через ось. 55
Малая тепловая связь электродвигателя (статор и ротор) с самым масивным телом— маховиком (особенно в начальный период запуска) уменьшает постоянную времени нагрева статора и ротора электродвигателя. Регулируя теплопроводность диафрагмы, плотность газа, параметры вентилирующих поверхностей и в узких пределах массу статора, можно приблизить тепловую постоянную времени статора и ротора электродвигателя к его электромеханической постоянной времени и тем самым сократить время r отовности прецизионного гиродвигателя.
Наибольший эффект будет иметь место при использовании низкоскоростного гистерезисного электродвигателя с перевозбуждением, который обычно характеризуется малыми рабочими мощностями.
Предмет изобретения
Гироскопический электродвигатель, содержащий маховик, ось, внутренний статор, наружный ротор, подшипники и подшипниковые щиты, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени установления теплового режима электродвигателя, в нем статор и активный слой ротора механически соединены соответственно с маховиком и осью посредством слаботеплопроводных диафрагм с отверстиями для циркуляции газа вокруг стагг. ра и активного слоя ротора.
Составитель Е. Мякинькова
Редактор В. Левитов Техред Л. Куклина Корректоры: Е. Талалаева и T. Миронова
Заказ 2893/15 Изд. 1аз 1247 Тираж 408 Г1одписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобрстсний и открьгпш при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр, Сапунова, 2
